电梯设备的制作方法

专利名称：电梯设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电梯设备，所述电梯设备能够有效地缓和在升降距离长且以高速 或者超高速的额定速度运行的电梯中容易出现的耳阻塞现象。
背景技术：
电梯作为在上下方向移动的移动单元，从低层建筑物到高层建筑物，被广泛地应 用在各种建筑物中，为了提高电梯的运行效率以及缩短电梯的等待时间，无论是在国内还 是在国外，对高速电梯的要求在不断提高。尤其是在最近还出现了分速超过IOOOm的超高 速电梯。从已经发表的研究来看，在电梯以超高速(一般指分速超过600m以上的速度)运 行时，单位时间的气压变化增大，而对人的耳朵的结构来说，由于其无法长时间地适应变动 很大的气压变化，所以在电梯以超高速运行时，容易出现耳阻塞现象(日本建筑学会大会 学术演讲概要集(近畿)1996年9月，关于超高层电梯移动中的生理以及心理性问题的研 究)。如图5所示，电梯的升降高度和升降速度之间具有反比关系，在电梯的升降速度 较小时，能够设定较高的升降高度，而在电梯的升降速度很大时，则需要将升降高度设定为 较低的升降高度。因此，为了提高乘客乘坐电梯时的舒适度，世界上几乎所有的超高速电梯 都设定成在升降速度为分速480m左右时，将升降高度设定在300 400m左右，在升降速度 为分速600m左右时，将升降高度设定在200 300m左右。另外，在超长行程的高层建筑 中，为了缩短一次升降的距离，在中间楼层设置电梯换乘楼层，由此通过多台电梯移动到最 上部的楼层。作为现有的缓和乘客在上述长升降距离的电梯中容易产生耳阻塞这一现象的技 术，已知有例如在日本特开平7-112876号公报中公开的随着升降距离变长而降低升降速 度的方法以及通过设置中间停靠楼层来将一次行驶的升降距离限制在规定值以下的方法， 此外，还已知有例如在日本特开2008-133126号公报中公开的在升降距离比规定值长时， 升降距离越长，则将电梯轿厢的加速度或者减速度设定得越低的方法。专利文献1 日本特开平7-112876号公报(段落编号0009 0011，图3和图6)专利文献2 日本特开2008-133126号公报(段落编号0006，图3)在采用所述专利文献1所公开的将升降速度设定得较低的方法和设置中间停靠 楼层的方法时，需要将电梯的速度设定成电梯的升降距离越长，电梯的升降速度越低，或者 需要设置多个中间停靠楼层。因此，存在电梯的升降时间大幅度增加，对乘客的服务质量下 降的问题。此外，在采用所述专利文献2所公开的将电梯轿厢的加速度或者减速度设定得较 低的方法时，需要将电梯的速度设定成电梯轿厢的升降距离越长，电梯轿厢的加速度或者 减速度越小，因此，在达到以额定速度运行的状态之前，乘客将长时间处于加速或减速的状 态，这样，电梯运行中给人体造成的负担增大，或者导致电梯的运行效率下降。

发明内容
本发明是鉴于上述现有技术中所存在的实际问题而提出，本发明的目的在于提供 一种电梯设备，与现有的运行效率低并且给人体带来的负担大的长行程电梯相比，本发明 的电梯不会导致运行效率明显下降，并且能够大幅度降低给人体带来的负担。为了实现上述目的，本发明的电梯设备具有在升降通道内进行升降的电梯轿厢 以及平衡重；悬吊所述电梯轿厢和所述平衡重的吊索；由卷绕有所述吊索的绳轮和驱动所 述绳轮的电动机构成的卷扬机；以及控制所述电动机的旋转速度的电梯控制部分，所述电 梯设备的特征在于，所述电梯设备设置有检测所述电梯轿厢内气压的气压检测单元、调整 所述电梯轿厢内气压的气压调整单元以及根据所述气压检测单元的检测结果来控制所述 气压调整单元的动作的气压控制单元，所述电梯控制部分使所述电梯轿厢的速度阶段性地 在多个不同的额定速度之间变化，并且所述气压控制单元根据由所述电梯控制部分驱动的 电动机的旋转速度的信息，使所述气压调整单元动作以调整气压，由此来防止发生耳阻塞 现象。发明效果根据本发明，能够提供一种电梯设备，该电梯不会导致运行效率明显下降，并且能 够大幅度降低给人体带来的负担。


图1是本发明所涉及的电梯设备的结构图。图2是表示采用两个阶段的额定速度时的电梯的速度和电梯轿厢内的气压变化 的说明图。图3是表示电梯上升运行时的电梯的速度和电梯轿厢内的气压变化的说明图。图4是表示将电梯的额定速度控制成四个阶段时的电梯速度和电梯轿厢内的气 压变化的说明图。图5是表示电梯的升降高度和升降速度之间关系的说明图。符号说明
1电梯升降通道
2绳轮
3电动机
4电梯控制部分
5电梯轿厢
6气压调整单元
6a气压控制信号
7气压控制部分
8气压传感器
8a气压传感器信号
9电梯轿厢呼叫按钮
9a电梯轿厢呼叫信号
10 吊索11平衡重
具体实施例方式以下参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是表示本发明所涉及的电梯设备的一实施方式的简要结构图，图2是表示电 梯以两个阶段的额定速度进行下降运行时的电梯的速度状况以及电梯轿厢内的气压状况 的说明图。如图1所示，在本实施方式的电梯设备中，电梯升降通道1形成在超高层建筑物的 内部，在电梯升降通道1内具有用于运载乘客的电梯轿厢5 ；平衡重11 ；用于悬吊并且连 接电梯轿厢5和平衡重11的吊索10 ；卷扬机，其由绳轮2和电动机3构成，绳轮2上卷绕 有吊索10，电动机3与绳轮2连接，并对绳轮2施加驱动力；控制电动机3的旋转速度的电 梯控制部分4 ；安装在电梯轿厢内的气压调整单元6 ；监视电梯轿厢5内气压的气压传感器 8 ；控制气压调整单元6和作为气压检测单元的气压传感器8的气压控制部分7 ；以及设置 在建筑物的上部停靠楼层和下部停靠楼层的电梯轿厢呼叫按钮9。在此，以电梯下降运行时的电梯的速度以及电梯轿厢内的气压变化为例进行说明。在乘客按压了上部停靠楼层的电梯轿厢呼叫按钮9后，电梯控制部分4接收到电 梯轿厢呼叫信号9a，此后驱动电动机3，使电梯轿厢5运行到呼叫楼层。然后，乘客乘入到 达的电梯轿厢5，在电梯轿厢5内操作目的地楼层指定按钮来指定目的地楼层，此后，电梯 控制部分4通过电动机3使电梯轿厢5下降。以下参照图2对此时的电梯的下降速度和气压的变化状况进行说明。例如，在现 有的电梯中，考虑到运行效率，通常将电梯的运行速度设定为最大限度的运行速度。此时的 电梯速度曲线由Al表示，电梯轿厢5内的气压曲线由A2表示。如电梯速度曲线Al所示，由于电梯轿厢5朝着最大速度进行加速，速度随着时间 的推移而加大，在达到最大速度即额定速度Vl后成为恒定速度。并且，在电梯轿厢5到达 目的地楼层之前，除了为停靠目的地楼层而进行减速的时间外，电梯轿厢5以额定速度Vl 运行。此后，电梯轿厢5为了停靠目的地楼层而进行减速，速度随着时间的推移而减小，最 后停止。在上述情况下，电梯轿厢5行驶的行程长度等于由电梯速度曲线Al围住的面积。 如该电梯速度曲线Al所示，电梯以最短的时间行驶到目的地楼层。从电梯速度曲线Al可以知道，电梯以额定速度Vl运行的时间Tl长，并且电梯轿 厢5内的气压曲线A2的最大气压变化率Kl大。此时，由于人的咽鼓管不能在气压变化率 大的环境下长时间地适应气压变化，所以会产生耳阻塞现象。此外，气压变化率是指单位时 间内的气压的变化量。为了防止上述情况发生，在现有技术中，在需要进行长行程运行时，对一次的运行 行程进行限制，使电梯轿厢5在中途停靠楼层，或者使乘客换乘其它的电梯，并且降低电梯 的运行速度的设定值。图2的Bl表示电梯运行速度的设定值降低后的电梯的速度曲线，B2 表示此时的电梯轿厢5内的气压曲线。从图2所示的以较低的额定运行速度V2进行长行程运行时的速度曲线Bl以及电梯轿厢内的气压曲线B2可以知道，在这种情况下，虽然能够缩小电梯轿厢内的气压变化率 K2，但电梯的运行时间T2变得非常长，所以不仅使电梯的运行效率大幅度降低，而且使对 乘客的服务质量下降。为了解决上述问题，在本实施方式中，以使电梯的速度曲线成为Cl，电梯轿厢内的 气压曲线成为C2的方式进行运行。具体来说是，开始时，如曲线Al的前半部分所示，在咽 鼓管能够承受的行程范围内，使电梯以电动机3能够驱动电梯轿厢5的最大速度即高速的 第一额定速度Vl进行运行。此后，通过将电梯的运行速度从第一额定速度Vl降低到具有 难以产生耳阻塞现象的气压变化率且速度比第一额定速度Vl低的由曲线Bl表示的第二额 定速度V2，由此能够将电梯轿厢5内的气压变化率抑制为斜率与K2相同的即使在长行程下 乘客的咽鼓管也能够承受的气压变化率。此后，使电梯以该速度运行至下层。如此，通过使电梯的运行速度阶段性地变化，使得在超高速的状态下，在难以产生 耳阻塞现象的高度范围的行驶行程内，使电梯以高速运行，而在容易产生耳阻塞现象的高 度范围的行驶行程内，降低电梯的额定运行速度，以减小电梯轿厢内的气压变化率，由此， 能够防止耳阻塞现象的发生。并且，在本实施方式中，在难以发生所述耳阻塞现象的高度范围的行驶行程内，通 过来自气压调整单元6的加压空气，在电梯起动的同时控制电梯轿厢内的气压，使得电梯 轿厢内的气压变化率与A2所示的最大的气压变化率Kl相同。因此，电梯轿厢内的气压的 上升速度快于电梯轿厢外的气压的上升速度。即，得到控制的电梯轿厢5内的气压变成与 切换为额定速度V2时的电梯轿厢5外的气压相同的气压所需的时间比实际切换为额定速 度V2的时间短。根据这两个时间的时间差，能够获得通过气压调整单元6将电梯轿厢5内 的气压维持在规定值所需的时间，如此，通过设置将电梯轿厢5内的气压维持在规定值所 需的时间，能够促进咽鼓管张开，通过使咽鼓管张开，能够解除咽鼓管内外的气压差，由此 能够缓和因咽鼓管内外的气压差给耳膜带来的压力。此外，采用了通过安装在电梯轿厢5内的气压传感器8来判断是以最大气压变化 率来控制电梯轿厢内的气压，还是将电梯轿厢内的气压维持在规定值的结构。预先将电梯 的额定运行速度设定为两个阶段，例如将第一阶段的额定速度即第一额定速度设定为分速 600m，而将第二阶段的额定速度即第二额定速度设定为分速360m。并且，在将各个阶段的电 梯的额定运行速度设定为ν (m/min)，将在该阶段下电梯轿厢在上下方向的移动高度设定为 运行行程h(m)时，具有下式所示的关系hve ≤ α (α = 2400，β = 0· 84)…式 (1)使用上述上式(1)，将第一阶段的运行行程设定为350m，将第二阶段的运行行程 设定为500m。因此，通过气压调整单元6，以相当于分速600m的气压变化率提高电梯轿厢5 内的气压时，大约在高度差为300m左右时，电梯轿厢内的气压达到第一阶段的运行行程即 350m的气压。当气压传感器8确认到电梯轿厢内的气压已经达到与行程350m相当的气压 时，气压控制部分7接收气压传感器信号8a，并且向气压调整单元6发出气压控制信号6a， 通过气压调整单元6控制电梯轿厢5内的气压，将电梯轿厢5内的气压维持在与350m相当 的气压上。并且，将电梯轿厢5内的气压维持在规定值大约6s左右的时间，以获得咽鼓管 张开所需的时间，由此能够减少耳阻塞现象的发生。图3表示本实施方式中的电梯上升运行时的情况，其中，Dl表示将额定速度设定为分速600m和分速360m时的速度，D2表示气压变化曲线。从图3可以知道，电梯上升运 行除了速度和气压变化的正负与下降运行时相反以外，其余的情况与下降运行时一样，通 过进行与下降运行时相同的控制，能够减少耳阻塞现象的发生。此外，在图2和图3的示例中，以将额定速度设定为两个阶段的情况为例进行了说 明。通过这样的设置，能够通过比较简单的控制来提高效果。但是，本发明并不仅限于此， 例如通过很好地确保气压被控制为一定状态的时间，能够设定多个额定速度。图4表示将 本实施方式的额定速度设定为四个阶段的情况，除了能够获得与上述相同的效果外，通过 该方式还能够以更短的时间完成长行程的行驶。另外，在式(1)中设定为α = 2400，β = 0. 84，但这只不过是一个大致的范围， 在对耳阻塞现象的发生频率以及耳阻塞的强度的要求不同的情况下，可以将该数值在上下 进行调整，以此来设定电梯的各个阶段的额定速度和运行行程。由此，根据本发明的电梯设备，在难以发生耳阻塞现象的较短的高度范围的行驶 行程内，能够使电梯以尽快的速度运行。并且在容易出现耳阻塞现象的较长的高度范围的 行驶行程中，能够通过降低电梯的运行速度来减小气压变化率。并且，通过将电梯轿厢内的 最大气压变化率控制成与以最大的额定速度运行时的气压变化率相同，并且在规定的时间 使电梯轿厢5内的气压维持在大致一定值，以此提供咽鼓管自动张开所需的时间，乘客能 够通过咽口水来消除咽鼓管内外的气压差，从而能够缓和耳阻塞现象。为此，即使是长行程 的电梯也能够进行超高速运行。另外，将电梯轿厢5内的气压维持为大致一定的值时的文章中的所谓的大致一定 的值是指乘客能够通过咽口水来消除咽鼓管内外的气压差的大致的范围，另外，在规定的 时间将电梯轿厢5内的气压维持为大致一定值时的所谓的规定的时间是指至少能够缓和 乘客耳阻塞现象所需的时间。此外，所谓的额定速度是指电梯轿厢5在规定的时间内以大致一定的速度驱动时 的驱动速度。
权利要求
一种电梯设备，其具有在升降通道内进行升降的电梯轿厢以及平衡重；悬吊所述电梯轿厢和所述平衡重的吊索；由卷绕有所述吊索的绳轮和驱动所述绳轮的电动机构成的卷扬机；以及控制所述电动机的旋转速度的电梯控制部分，所述电梯设备的特征在于，所述电梯设备设置有检测所述电梯轿厢内气压的气压检测单元；调整所述电梯轿厢内气压的气压调整单元；以及根据所述气压检测单元的检测结果来控制所述气压调整单元的动作的气压控制单元，所述电梯控制部分使所述电梯轿厢的速度阶段性地在多个不同的额定速度之间变化，并且所述气压控制单元根据由所述电梯控制部分驱动的电动机的旋转速度的信息，使所述气压调整单元动作以调整气压，由此来防止发生耳阻塞现象。
2.如权利要求1所述的电梯设备，其特征在于，所述电梯控制部分使所述电梯轿厢的 速度从速度较快的额定速度阶段性地变化为速度较慢的额定速度。
3.如权利要求2所述的电梯设备，其特征在于，所述电梯控制部分使所述电梯轿厢的 速度阶段性地在第一额定速度和第二额定速度之间变化，其中所述第一额定速度是能够通 过所述电动机驱动的最大速度，所述第二额定速度低于所述第一额定速度且具有难以发生 耳阻塞现象的气压变化率。
4.如权利要求1所述的电梯设备，其特征在于，在使电梯的额定运行速度阶段性变化 时，某一阶段的电梯的额定运行速度v(m/min)与以该额定速度ν(m/min)行驶的电梯轿厢 的上下方向的高度h(m)之间，满足下式所示关系hve ≤ α 其中，α = 2400，β = 0. 84。
5.如权利要求1至4中的任一项所述的电梯设备，其特征在于，所述气压控制单元以形 成使所述电梯轿厢内的气压发生变化的期间和使电梯轿厢内的压力在规定时间内保持大 致一定的期间的方式使所述气压调整单元动作。
6.如权利要求5所述的电梯设备，其特征在于，所述气压控制单元使所述气压调整单 元动作，使得驱动电梯轿厢时的额定速度越大，则所述电梯轿厢内的气压发生变化期间的 气压变化率越大。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种电梯设备，其不会导致运行效率明显下降，并能够大幅度降低给人体带来的负担。为了完成上述目的，本发明的电梯设备具有在升降通道内进行升降的电梯轿厢以及平衡重；吊索；由绳轮和驱动绳轮的电动机构成的卷扬机；以及控制电动机的旋转速度的电梯控制部分，该电梯设备设置有检测电梯轿厢内气压的气压检测单元；调整电梯轿厢内气压的气压调整单元以及根据气压检测单元的检测结果控制气压调整单元的动作的气压控制单元，电梯控制部分使电梯轿厢的速度阶段性地在不同的多个额定速度之间变化，气压控制单元根据由电梯控制部分驱动的电动机的旋转速度的信息，使气压调整单元进行动作而调整气压，由此来防止发生耳阻塞现象。
文档编号B66B5/00GK101891089SQ20101018668
公开日2010年11月24日 申请日期2010年5月19日 优先权日2009年5月19日
发明者宫田弘市, 小笠原刚, 石文良, 荒川淳, 首藤克治 申请人:株式会社日立制作所